CN103828197B - 旋转电机的母线模块 - Google Patents

Abstract

母线模块（26）通过树脂模塑成形使将线圈导线彼此连接的至少一个线圈母线和将线圈导线和动力线连接的动力线母线一体形成。动力线母线（32）被从母线模块主体（28）延伸出的支撑部（34）支撑。动力线母线贯通支撑部的梁（44）。动力线母线的埋入于梁（44）的部分中具有沿着该母线的宽度方向延伸的特征形状部分（56）。

Description

旋转电机的母线模块

技术领域

本发明涉及一种通过模塑成形使将旋转电机的线圈导线彼此连接的母线和将线圈导线和动力线连接的母线一体化而成的母线模块。

背景技术

公知有将电能转换成旋转的动能的电动机、将旋转的动能转换成电能的发电机以及在电动机和发电机中均能够发挥作用的电气设备。以下将这些电气设备记作旋转电机。

旋转电机具有同轴配置并相对旋转的两个部件。通常其中一个部件被固定，另一部件旋转。在固定的部件（定子）上配置线圈，通过向该线圈供电来形成旋转的磁场。通过与该磁场的相互作用，另一方的部件（转子）旋转。配置于定子的线圈例如将成形为预定形状的线圈导线安装于定子，其后将该线圈导线彼此连接而形成。

在下述专利文献1中记载了如下技术：将多个线圈在定子的周方向上排列，将形成各个线圈的线圈导线彼此通过母线进行连接。多个母线被收纳于形成在导轨部件上的槽内，构成模块。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-301561号公报

发明内容

发明要解决的课题

在通过树脂模塑成形使将形成线圈的线圈导线连接的至少一个线圈母线和将线圈导线和动力线连接的至少一个动力线母线成为一体而成的母线模块中，存在动力线母线和树脂的结合力不足的情况。

本发明的目的在于牢固地支撑动力线母线。

用于解决课题的方案

本发明涉及的旋转电机的母线模块，通过树脂材料对至少一个线圈母线和至少一个动力线母线进行模塑成型而成，所述线圈母线将安装于旋转电机的定子铁心的线圈导线彼此连接，所述动力线母线将线圈导线和动力线连接且由平板部件构成。母线模块具有：母线模块主体，将线圈母线包覆在内；及动力线母线支撑部，从母线模块主体延伸出并支撑动力线母线。动力线母线支撑部包括结合部件，动力线母线贯通所述结合部件，且所述结合部件将动力线母线的一部分包覆在内而与所述动力线母线的一部分结合。动力线母线在被结合部件包覆在内的部分具有特征形状部分，所述特征形状部分沿着与动力线母线贯通结合部件的方向交叉且在动力线母线的板面所规定的平面内的方向延伸。

特征形状部分具体地说可以是从动力线母线的宽度方向的侧面突出的突起。另外，可以是在动力线母线开出的长孔。进而，可以是在动力线母线的宽度方向的侧面切入的切口。

动力线母线支撑部可以是具有从母线模块主体延伸出的两根臂和将所述两根臂连结的梁的结构。在这种情况下，动力线母线贯通该梁，该梁成为所述结合部件。

动力线母线的与动力线连接的部分和与线圈导线连接的部分彼此相对于结合部件位于相反侧。

动力线母线的形状可以是大致U字形的形状。在该情况下，U字的底的部分被所述结合部件包覆在内。U字形可以是将细长的平板部件在包含部件的长度方向的中心线且与板面正交的面内弯曲而形成。

母线模块在旋转电机的旋转轴线方向上与定子相邻配置。

发明效果

通过突起、长孔等特征形状部分，能够提高动力线母线和动力线母线支撑部的结合性，抑制动力线母线的振动。

附图说明

图1是表示旋转电机的定子的立体图。

图2是表示母线模块安装在定子上的状态的图。

图3是用单体表示母线模块的立体图。

图4是母线模块的图3的A-A线处的剖视图。

图5是用于说明收纳母线的区域38的图。

图6是表示母线的形状以及母线模块内的配置的图。

图7是表示动力线母线支撑部周边的结构的立体图。

图8是表示动力线母线支撑部周边的结构的俯视图。

图9是表示动力线母线支撑部周边的结构的其他例子的俯视图。

具体实施方式

下面，按照附图说明本发明的实施方式。图1是表示旋转电机的定子10的外观的立体图。其中省略了后述的母线模块。定子10具有大概形状为圆环或圆筒状的定子铁心12，在定子铁心12的内周，沿着周方向排列有作为磁极的齿部14。以在齿部14上卷绕线圈导线16的方式将定子线圈18安装于定子铁心。在该实施方式中，将成形为预定形状的多个线圈导线16***作为齿部14之间的空间的槽内，将线圈导线16彼此焊接，或者经由母线等导体进行连接，从而形成定子线圈18。更具体地说，形成将线圈导线16彼此焊接并使其直接连接而成为定子线圈18的一部分的部分线圈，将该部分线圈的线圈导线16的端部利用母线等与线圈导线不同的导体连接来形成定子线圈18。

定子10在定子线圈18安装于圆环或圆筒状的定子铁心12上的状态下也具有圆环或圆筒形状。以下，关于定子等的形状，为了简便而将圆环及圆筒记作圆环。在圆环形状的定子10的内侧配置有转子（未图示）。通过向定子线圈18供电，在定子10的圆环的内侧空间形成旋转磁场，通过与该磁场的相互作用，转子进行旋转。该转子旋转的轴线是旋转电机的旋转轴线，该轴线与定子10的圆环的中心轴线一致。在以下的说明中，将该旋转电机的旋转轴线即定子10的圆环的中心轴线延伸的方向记作旋转轴线方向。

如图1所示，线圈导线的端部从定子线圈18向图1中的上方即旋转轴线方向突出。将从该定子线圈18延伸的线圈导线的端部记作线圈导线端延伸部20。在定子10中，对于U相、V相、W相的各相分别设有2组部分线圈，作为各个部分线圈的端部的线圈导线端延伸部20共计有12根。线圈导线端延伸部20对于每个相将中性点侧的端部彼此电气连接。另外，向U相、V相、W相的各个的线圈导线端延伸部20的各一根经由后述的母线连接有用于供给三相交流电的动力线22。在利用旋转电机发电的情况下，动力线22还具有将所发电的电力向外部送出的功能。

图2及图3是表示使对于每个相将线圈导线16彼此连接用的由导电性材料构成的多个母线一体化而成的母线模块26的图。图2是表示安装于定子10的状态的图，图3是表示母线模块26的单体的状态的概要图。

母线模块26在旋转轴线方向上配置于定子10的侧部，特别是与定子线圈18相邻配置。母线模块26具有沿着定子10的圆环形状呈圆弧形状延伸的母线模块主体28以及从该主体28突出并与线圈导线端延伸部20连接的端子30。在母线模块主体28中，将沿着该主体28的圆弧延伸的多个母线包覆在内，该母线的端部从母线模块主体28突出而形成端子30。将该端子30记作母线端延伸部30。母线端延伸部30从母线模块主体28的侧面即面向与母线模块主体28的长度方向交叉的方向的面突出。在定子10中，向背对背的侧面特别是母线模块主体28的圆弧形状的外周侧的侧面和内周侧的侧面突出。

进而，对通过焊接等与动力线22连接的母线32进行支撑的支撑部34从母线模块主体28突出地设置（参照图3）。这些母线32在下文中记作动力线母线32。动力线母线32与相数相同地设有3个。母线模块主体28的径向的尺寸即宽度为定子线圈18的径向的宽度以下，包括支撑部34在内的母线模块26整体的宽度也收纳于定子铁心12的宽度中。

定子铁心18对于每个相将两个部分线圈利用母线连接而形成。两个部分线圈的各自的线圈导线的一个端部与母线连接，一方的部分线圈的剩余的线圈导线的端部连接到中性点，另一方的部分线圈的剩余的线圈导线的端部连接到动力线。将线圈导线彼此连接并形成定子线圈的母线以及形成定子线圈的中性点的母线在下文中记作线圈母线36（参照图4、图6）。

利用图3对线圈母线和线圈导线的连接关系进行更具体的说明。母线端延伸部30中，与U相的线圈导线连接的部分以标号30U1、30U2表示，与V相的线圈导线连接的部分以标号30V1、30V2表示，与W相的线圈导线连接的部分以标号30W1、30W2表示，与各相的线圈导线的中性点侧的端部连接的端子以标号30N1、30N2、30N3表示。即，关于U相的两个部分线圈的一方，该部分线圈的线圈导线的一端连接到母线端延伸部30U1，另一端连接到中性点侧的母线端延伸部30N1。另一个部分线圈的线圈导线的一端连接到母线端延伸部30U2，另一端连接到动力线母线32。关于V相、W相也是一样的。

在母线模块26的外周侧设有支撑动力线母线32的支撑部34。如图3所示，动力线母线32在离开母线模块主体28的位置由支撑部34支撑。动力线母线32例如为大致U字形。通过将细长的平板形状的部件在包含沿着该部件的长度方向延伸的中心线且与该部件的板面正交的平面内弯曲来形成U字形。在U字形的一方的直线部分连接动力线22，在另一方的直线部分连接各相的线圈导线16的剩余的一根。U字形的左右的直线部分允许有长度上的差异。

图4是与U、V、W相和中性点对应的4根线圈母线36并列配置的位置上的母线模块26的剖视图，例如是图3的A-A线所示的剖视图。线圈母线36均为平板形状，为了将预定的线圈导线彼此连接而形成为细长形状。4根线圈母线36以上下两层、左右两列的2×2的配置进行排列。另外，在本说明书中，设上下方向为旋转电机的旋转轴线方向，并设靠近定子的一侧为下、远离定子的一侧为上进行说明。另外，设左右方向为正交于旋转轴线的方向即旋转电机的径向，设左为旋转电机的内侧、右为旋转电机的外侧进行说明。关于这些方向是为了便于说明而导入的概念，与实际的装置装配时的方向以及朝向无关。另外，在需要区别4根线圈母线36的情况下，分别对U、V、W相的线圈母线标以36U、36V、36W的标号进行说明，并对形成中性点的线圈母线标以36N的标号进行说明。如图所示，以U相母线36U位于下层左列，V相母线36V位于上层右列，W相母线36W位于上层左列，中性点的母线36N位于下层右列的方式进行配置。进而，将2×2的配置的四个区域分别记作区域38来进行说明。如图5所示，将四个区域中的上层左列记作区域38-1，上层右列记作区域38-2，下层左列记作区域38-3，下层右列记作区域38-4。

母线模块40为了将线圈母线36彼此绝缘且覆盖线圈母线36使其与外部绝缘而包括绝缘部件40。绝缘部件40例如是树脂成形品，通过模塑成形将线圈母线36U、36V、36W、36N包覆在内并一体化。在图中，绝缘部件40一体地表示，但也可以根据成形的情况分割成两个或两个以上的部分。例如，首先将绝缘部件40的“田”字形的中央的十字部分成形，相对于该十字形的部件配置线圈母线，进而对其进行树脂模塑，从而能够将外侧的方形的部分成形。绝缘部件40的材料只要是通用的塑料即可，也可以根据使用环境等采用工程塑料或超级工程塑料。

图6是表示线圈母线36U、36V、36W、36N的各个的形状的图。图6（a）表示上层即区域38-1、38-2所属的层，图6（b）表示下层即区域38-3、38-4所属的层。各个线圈母线36U、36V、36W、36N是将平板形状的部件形成为细长尤其是大致圆弧形状后的部件，板面位于圆弧所形成的平面内。另外，在圆弧的两端或两端和中间位置上设有母线端延伸部30。

U相母线36U配置于下层的左侧的区域38-3。V相母线36V配置于上侧的层，从端子30V1横贯左侧的区域38-1，穿过右侧的区域38-2，再次横贯左侧的区域38-1，到达端子30V2。W相母线36W从端子30W1沿着区域38-1延伸，在越过端子30U2的位置的位置上从上层向下层转移，穿过区域38-3而到达端子30W2。中性点的母线36穿过下侧、右侧的区域38-4并延伸。这样一来，4根线圈母线36在母线模块主体28内在上下两层各重叠两根，且左右并列地配置。

图7是表示支撑母线模块26的动力线母线32的支撑部34及其周围的构造的详细内容的图。支撑部34具有从母线模块主体28的外周侧向外侧延伸的两根臂42和连接这些臂42的前端彼此的梁44。由两根臂42和梁44形成U字形，在U字的两端结合有母线模块主体28。支撑部34也与母线模块主体28的模塑成形同时形成。动力线母线32配置成与梁44交叉。进而，动力线母线32贯通梁44，由此梁44将动力线母线32的一部分包覆在内，梁44和动力线母线32结合。即，支撑部34在梁44中与动力线母线32结合。如上所述，动力线母线32具有U字形状，U字的底的部分46与梁44交叉，将其贯通。母线模块主体28侧的U字的直线部分48穿过由臂42、梁44以及母线模块主体28包围的空间而向上方延伸。并且，沿着该U字的直线部分48，线圈导线16相邻地延伸，它们通过焊接等而连接。U字的相反侧的直线部分50通过焊接等连接有线圈导线22。

图8是简易地表示从图7的上方观察的状态的图。动力线母线32具有被梁44包覆在内或者埋入于梁44的部分52。对该被包覆在内的部分52的形状进行说明时，将动力线母线32延伸的方向（图8中的左右方向）记作长度方向，将与长度方向正交且在平板形状的板面所规定的平面内的方向记作宽度方向（图8中的上下方向）。进而，将与长度方向正交且贯通板面的方向记作厚度方向（在图8中为贯通纸面的方向）。

在被包覆在内的部分52中形成有沿着宽度方向延伸的具有形状上的特征的部分。另外，该宽度方向还是梁44延伸的方向（长度方向）。具体地说，具有从动力线母线32的两侧面54向宽度方向延伸或突出的突起56。在图中，突起56设在两侧，但也可以仅设在单侧。突起56整体埋入于梁44，突起的侧面不向梁44的表面露出。突起56的形状在图示的例子中是方形，但是也可以是梯形、三角形、燕尾榫形状（dovetail形状）等。进而，被包覆在内的部分52具有长孔58作为沿着宽度方向延伸的具有形状上的特征的部分。突起56和长孔58可以仅设置任一方。

动力线22从外部延伸并连接于动力线母线32，因此不被支撑的部分较长。因此，受到外部的振动而如图8中的箭头所示进行振动。由于该振动，动力线母线32在图8的纸面内摆动。通过设置如突起56或长孔58那样沿着宽度方向延伸的形状的部分，动力线母线32和支撑部34的结合性提高，动力线母线32的振动得以抑制。尤其是通过沿着宽度方向延伸，能够有效地对抗动力线母线32在纸面内的摆动。

图9是表示以沿着宽度方向延伸为特征的部分的其他方式的图。作为沿着宽度方向延伸的特征部分，动力线母线32具有从其侧面54切入的切口60。通过设置切口60，动力线母线32和支撑部34的结合性提高，动力线母线32的振动得以抑制。尤其是通过沿着宽度方向延伸，能够有效地对抗动力线母线32在纸面内的摆动。

标号说明

10：定子、16：线圈导线、22：动力线、26：母线模块、28：母线模块主体、32：动力线母线、34：支撑部（动力线母线支撑部）、36：线圈母线、42：臂、44：梁、56：突起、58：长孔、60：切口。

Claims (5)

1.一种母线模块，通过树脂材料对至少一个线圈母线和至少一个动力线母线进行模塑成型而成，所述线圈母线将安装于旋转电机的定子铁心的线圈导线彼此连接，所述动力线母线将线圈导线和动力线连接且由平板部件构成，其中，

所述母线模块具有：

母线模块主体，将线圈母线包覆在内；及

至少一个动力线母线支撑部，从母线模块主体延伸出并支撑动力线母线，所述动力线母线支撑部包括结合部件，动力线母线贯通所述结合部件，所述结合部件将动力线母线的一部分包覆在内而与所述动力线母线的一部分结合，

动力线母线在被所述结合部件包覆在内的部分具有特征形状部分，所述特征形状部分沿着与动力线母线贯通结合部件的方向交叉且在动力线母线的板面所规定的平面内的方向延伸，

所述动力线母线支撑部具有从母线模块主体延伸出的两根臂和将所述两根臂连结的梁，该梁是所述结合部件，

所述动力线母线具有U字形状，U字的底的部分与所述梁交叉，将所述梁贯通，所述母线模块主体侧的U字的直线部分穿过由所述臂、所述梁以及所述母线模块主体包围的空间而向上方延伸，并且，沿着所述U字的直线部分，线圈导线相邻地延伸，所述U字的直线部分和线圈导线通过焊接而连接，所述U字的直线部分的相反侧的直线部分通过焊接连接有线圈导线。

2.根据权利要求1所述的母线模块，其中，

所述特征形状部分是从动力线母线的宽度方向的侧面突出的突起。

3.根据权利要求1或2所述的母线模块，其中，

所述特征形状部分是在动力线母线开出的长孔。

4.根据权利要求1所述的母线模块，其中，

所述特征形状部分是在动力线母线的宽度方向的侧面切入的切口。

5.根据权利要求1所述的母线模块，其中，

该母线模块在旋转电机的旋转轴线方向上与旋转电机的定子相邻配置。